DE19631157A1 - Ink supply system - Google Patents

Ink supply system

Info

Publication number
DE19631157A1
DE19631157A1 DE19631157A DE19631157A DE19631157A1 DE 19631157 A1 DE19631157 A1 DE 19631157A1 DE 19631157 A DE19631157 A DE 19631157A DE 19631157 A DE19631157 A DE 19631157A DE 19631157 A1 DE19631157 A1 DE 19631157A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
ink
piston
sealing element
predetermined
buffer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE19631157A
Other languages
German (de)
Other versions
DE19631157B4 (en
Inventor
Eric J Johnson
Brian D Gragg
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hewlett Packard Development Co LP
Original Assignee
Hewlett Packard Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hewlett Packard Co filed Critical Hewlett Packard Co
Publication of DE19631157A1 publication Critical patent/DE19631157A1/en
Application granted granted Critical
Publication of DE19631157B4 publication Critical patent/DE19631157B4/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01—Ink jet
    • B41J2/17—Ink jet characterised by ink handling
    • B41J2/175—Ink supply systems ; Circuit parts therefor
    • B41J2/17503—Ink cartridges
    • B41J2/17506—Refilling of the cartridge
    • B41J2/17509—Whilst mounted in the printer
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D15/00—Component parts of recorders for measuring arrangements not specially adapted for a specific variable
    • G01D15/16—Recording elements transferring recording material, e.g. ink, to the recording surface
    • G01D15/18—Nozzles emitting recording material

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Ink Jet (AREA)

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft im allgemeinen die Tinten­ strahltechnologie und spezieller ein achsenentferntes (off-axis) Tintenversorgungssystem.The present invention relates generally to inks beam technology and more specifically an off-axis Ink supply system.

Das Gebiet der Tintenstrahltechnologie ist relativ weit entwickelt. Kommerzielle Produkte, wie Computerdrucker, Graphikplotter und Faxgeräte, verwenden die Tintenstrahltechnologie zum Erzeugen von Ausdrucken (Hardcopy) Die Grundlagen dieser Technologie sind z. B. in verschiedenen Artikeln in folgenden Ausgaben des Hewlett- Packard Journals offenbart: Band 36, Nr. 5 (Mai 1985), Band 39, Nr. 4 (August 1988), Band 39, Nr. 5 (Oktober 1988), Band 43, Nr. 4 (August 1992), Band 43, Nr. 6 (Dezember 1992) und Band 45, Nr. 1 (Februar 1994), auf welche hier Bezug genommen wird. Tintenstrahl­ geräte wurden auch von W. J. Lloyd und H. T. Taub in "Output Hard­ copy [sic] Devices", Kapitel 13, beschrieben (Herausgeber R. C. Durbeck und S. Sherr, Academic Press, San Diego, USA, 1988). The field of inkjet technology is relatively well developed. Commercial products such as computer printers, graphic plotters and fax machines use ink jet technology to create of printouts (hardcopy) The basics of this technology are e.g. B. in various articles in the following issues of Hewlett Packard Journals discloses: Volume 36, No. 5 (May 1985), Volume 39, No. 4 (August 1988), volume 39, No. 5 (October 1988), volume 43, No. 4 (August 1992), Volume 43, No. 6 (December 1992) and Volume 45, No. 1 (February 1994), to which reference is made here. Inkjet devices were also used by W. J. Lloyd and H. T. Taub in "Output Hard copy [sic] Devices ", Chapter 13 (Editor R. C. Durbeck and S. Sherr, Academic Press, San Diego, USA, 1988).  

Grundsätzlich ist bekannt, beim thermischen Tintenstrahldrucken einen Druckkopf vorzusehen, der eine Düsenplatte in Kombination mit Heizelementen aufweist. Die thermische Anregung der Tinte wird dazu eingesetzt, Tröpfchen durch die winzigen Düsen, oder Öffnun­ gen, auf ein Druckmedium auszustoßen. Eine Manipulation der Tröpf­ chen in Form von Punktmatrizen führt dazu, daß alphanumerische Zeichen und Graphiken gedruckt werden können. Andere Tintenstrahl­ mechanismen, wie solche, die piezoelektrische Wandler oder die Ausbreitung von Wellen zum Erzeugen von Tintentröpfchen verwenden, sind im Stand der Technik ebenfalls weit entwickelt.Basically, it is known in thermal inkjet printing to provide a printhead that combines a nozzle plate with heating elements. The thermal excitation of the ink will used to droplets through the tiny nozzles, or opening eject a print medium. A manipulation of the droplets Chen in the form of dot matrices means that alphanumeric Characters and graphics can be printed. Other inkjet mechanisms such as those that use piezoelectric transducers or Use wave propagation to create ink droplets are also well developed in the prior art.

Der Tintenstrahlschreiber (pen) seinerseits kann selbst ein Reser­ voir zum Speichern von Tinte und zum Liefern geeigneter Tintenmen­ gen an den Druckkopf während eines Druckzyklus haben. Diese Schreiber, welche selbst ein Reservoir enthalten, werden im Stand der Technik als Druckkartuschen bezeichnet.The ink jet recorder (pen) can itself be a reser voir for storing ink and supplying suitable ink sets against the printhead during a print cycle. This Clerks that themselves contain a reservoir will be in the booth the technology referred to as print cartridges.

Wenn ein wiederverwendbarer Schreiber anstelle einer Druckkartu­ sche in dem Hardcopy-Gerät verwendet wird, wird die Tinte im all­ gemeinen von einem entfernten, achsenfernen (oder außerhalb der Platine liegenden) Tintenreservoir zu einem relativ dauerhaften Schreiberkörper und Druckkopfmechanismus geführt. Frühere Tinten­ strahldrucker verwendeten achsenferne Reservoire, wie in dem US- Patent US-A-4 312 007 gezeigt ((Winfield), das auf die Anmelderin der vorliegenden Erfindung übertragen wurde, und auf welches hier Bezug genommen wird). Ferner hat man festgestellt, daß bei einigen Hardcopy-Anwendungen, wie dem großformatigen Plotten von Ingeni­ eurszeichnungen und dergleichen, wesentlich größere Tintenvolumen erforderlich sind, als in einer vernünftig dimensionierten, aus­ tauschbaren Druckkartusche enthalten sein können. Daher wurden in der jüngeren Vergangenheit ebenfalls verbesserte, relativ große, außerhalb des Schreibers gelegene Tintenreservoirsysteme entwickelt. Als Beispiel sei auf das US-Patent US-A 4 831 389 (Chan) verwiesen, das ein mehrfarbiges, außerhalb des Schreibers gelege­ nes Tintenversorgungssystem zeigt; das US-Patent US-A 4 929 963 (Balazar) zeigt ein Tintenversorgungssystem für einen Tinten­ strahldrucker, welches ein Niederdruck-Umlaufpumpensystem verwen­ det; und das US-Patent US-A 4 968 998 (Allen) offenbart einen Tin­ tenstrahlschreiber, der bei einer Servicestation nachfüllbar ist (diese Patente gehören alle der Anmelderin der vorliegenden Erfin­ dung, und es wird auf sie Bezug genommen)
Während sowohl die Druckkartuschen als auch die Tintenstrahl­ schreiber ein zuverlässiges und effizientes Mittel zum Ausstoßen oder "Jetten" von Tintentröpfchen aus dem Druckkopf auf das Druck­ medium schaffen, erfordern die Druckköpfe im allgemeinen einen Mechanismus, welcher verhindert, daß die Tinte frei durch die Öff­ nungen fließt, wenn der Druckkopf nicht aktiviert ist. Ohne eine solche Kontrolle könnte die Tinte auf die Druckoberfläche oder in den Druckmechanismus lecken oder "trielen". Diese Lecktinte kann sich auch aufbauen und sich auf dem Druckkopf festsetzen, wodurch das Betriebsverhalten verschlechtert wird. Komplexe Schreiber-Ser­ vicestationen werden häufig als ein Teil des Hardcopy-Gerätes vor­ gesehen, in denen die Druckköpfe abgewischt oder aktiviert werden, um überschüssige Tinte "wegzuspucken" (was als Priming bekannt ist). Ein Beispiel für eine Servicestation ist in dem US-Patent US-A-4 853 717 offenbart (Harmon et al.), welches auf die Anmelde­ rin der vorliegenden Erfindung übertragen wurde, und auf das hier Bezug genommen wird.In general, when a reusable pen is used in the hard copy machine instead of a print cartridge, the ink is fed from a remote, off-axis (or off-board) ink reservoir to a relatively durable pen body and printhead mechanism. Previous ink jet printers used off-axis reservoirs, as shown in U.S. Patent No. 4,312,007 ((Winfield), assigned to the assignee of the present invention, which is incorporated herein by reference). It has also been found that in some hard copy applications, such as large-format plotting of engineering drawings and the like, much larger volumes of ink are required than can be contained in a reasonably sized, replaceable print cartridge. Therefore, improved, relatively large, off-pen ink reservoir systems have also been developed in the recent past. For example, see U.S. Patent No. 4,831,389 (Chan), which shows a multi-color, non-pen ink supply system; U.S. Patent No. 4,929,963 (Balazar) shows an ink supply system for an ink jet printer which uses a low pressure circulation pump system; and U.S. Patent No. 4,968,998 (Allen) discloses an ink jet pen that is refillable at a service station (all of which are patents owned by, and are incorporated by the assignee of the present invention)
While both the print cartridges and the inkjet recorders provide a reliable and efficient means of ejecting or "jetting" ink droplets from the print head onto the print medium, the print heads generally require a mechanism that prevents the ink from being released through the openings flows when the printhead is not activated. Without such control, the ink could leak or "trickle" onto the printing surface or into the printing mechanism. This leak ink can also build up and stick to the printhead, degrading performance. Complex pen service stations are often seen as part of the hard copy device in which the printheads are wiped or activated to "spit out" excess ink (known as priming). An example of a service station is disclosed in U.S. Patent No. 4,853,717 (Harmon et al.), Which is assigned to the assignee of the present invention and is incorporated herein by reference.

Um dieses Problem zu lindern, liefern viele Tintenstrahldrucker Tinte von dem Reservoir zu dem Druckkopf bei einem geringen Unter­ druck, der unter dem Atmosphärendruck bei dem Druckkopf liegt (was auf diesem Fachgebiet auch als Gegendruckbetrieb oder "negativer Druck"-Betrieb bezeichnet wird) . Damit er wirksam ist, muß der Ge­ gendruck des Schreibers gleichmäßig und vorhersagbar innerhalb eines gewünschten Betriebsbereiches aufrechterhalten werden. Das heißt, der Gegendruck des Schreibers muß groß genug sein, um einen unerwünschten freien Tintenfluß durch die Öffnungen zu verhindern, wenn der Schreiber nicht gebraucht wird, gleichzeitig muß er je­ doch klein genug sein, so daß der Druckkopf dann, wenn er akti­ viert wird, den Gegendruck überwinden kann und Tintentröpfchen auf gleichmäßige und vorhersehbare Weise ausstoßen kann. Dieser Gegen­ druck wird beeinflußt von Änderungen des Umgebungsdruckes und/oder des Innendruckes des Schreibers. Ähnlich können Temperaturänderun­ gen bewirken, daß sich die Tinte und die Luft innerhalb des Tin­ tenstrahlschreibers zusammenziehen oder ausdehnen, wodurch der Ge­ gendruck ebenfalls beeinflußt wird. Zusätzlich zu solchen Varia­ tionen der Betriebsbedingungen sind die Druckkartuschen bei ihrem Versand mittels Luftfracht häufig extremen Temperatur- und Umge­ bungsdruckschwankungen ausgesetzt. Diese Faktoren müssen daher berücksichtigt werden, und ein Mechanismus muß in dem Tinten­ strahlschreiber vorgesehen werden, der den Gegendruck innerhalb des vorgegebenen, gewünschten Betriebsbereiches hält.To alleviate this problem, many inkjet printers supply Ink from the reservoir to the printhead at a slight sub pressure that is below atmospheric pressure at the printhead (which in this field also as a counter pressure company or "negative Pressure "operation). For it to be effective, the Ge recorder's pressure evenly and predictably within of a desired operating area can be maintained. The means that the back pressure of the clerk must be large enough to hold one to prevent unwanted free flow of ink through the orifices,  if the writer is not needed, at the same time he must be small enough so that the print head when it is active fourth, can overcome the back pressure and ink droplets on can emit evenly and predictably. This counter pressure is influenced by changes in the ambient pressure and / or the internal pressure of the clerk. Similarly, temperature changes can gen cause the ink and the air within the Tin contract or expand, thereby causing the Ge gene pressure is also affected. In addition to such varia Operating conditions are the print cartridges at your Shipping by air freight often extreme temperature and reverse exposed to fluctuations in exercise pressure. These factors must therefore be taken into account and a mechanism must be included in the inks jet pens are provided, the back pressure within of the specified, desired operating range.

Das US-Patent US-A 4 771 295 ((Baker et al.), welches auf die An­ melderin der vorliegenden Erfindung übertragen wurde, und auf das hier Bezug genommen wird) zeigt eine Druckkartusche, welche einen mit Tinte gesättigten Schaumstoff verwendet, bei dem der Kapillar­ effekt des Schaumes den erforderlichen Gegendruck aufrechterhält.U.S. Patent 4,771,295 ((Baker et al.), Which relates to An in the present invention, and to the referred to here) shows a print cartridge which one ink-saturated foam used where the capillary effect of the foam maintains the required back pressure.

Um die Tintenkapazität der Druckkartusche zu erhöhen, wurden fer­ ner "freie Tinte"-Reservoire entwickelt. Ganz grundsätzlich umfaßt eine Druckkartusche mit einem freien Tintenreservoir einen flexi­ blen Behälter, der mittels einer Feder vorbelastet ist, so daß während der Entnahme von Tinte aus dem Reservoir ständig ein vor­ gegebener, durch den Aufbau bestimmter Gegendruck erzeugt wird.In order to increase the ink capacity of the print cartridge, fer developed a "free ink" reservoir. Basically includes a print cartridge with a free ink reservoir a flexi blen container, which is biased by a spring, so that during the removal of ink from the reservoir constantly on given, generated by the construction of certain back pressure.

Das US-Patent US-A 4 509 062 (Low et al.), mit dem Titel "Ink Re­ servoir with Essentially constant Negative Back Pressure" (welches auf die Anmelderin der vorliegenden Erfindung übertragen wurde, und auf das hier Bezug genommen wird) und das US-Patent US-A 5 325 119 (Fong), mit dem Titel "Variable Rate Spring Ink Pressure Regu­ lator for a Thermal Ink Jet Printer" (welches auf die Anmelderin der vorliegenden Erfindung übertragen wurde, und auf das hier Be­ zug genommen wird) lehren spezielle Mechanismen zur Handhabung der Gegendruck-Regelung bei Druckkartuschen mit freien Tintenreservoi­ ren. Die US-Patentanmeldungen, Nr. 08/065 957 (Secombe et al.) und 08/331 453 (Pawlowski Jr. et al.) (welche beide auf die Anmelderin der vorliegenden Erfindung übertragen wurden und auf die hier Be­ zug genommen wird), offenbaren weitere Erfindungen, welche die Fe­ der-Behälter-Konzepte und deren Verwendung in Druckkartuschen be­ treffen.U.S. Patent No. 4,509,062 (Low et al.), Entitled "Ink Re servoir with Essentially Constant Negative Back Pressure "(which assigned to the assignee of the present invention, and referred to herein) and U.S. Patent No. 5,325,119 (Fong), entitled "Variable Rate Spring Ink Pressure Regu lator for a Thermal Ink Jet Printer "(which refers to the applicant  of the present invention, and to which here Be train) teach special mechanisms for handling the Back pressure regulation for print cartridges with free ink reservoirs ren. US Patent Applications No. 08/065 957 (Secombe et al.) and 08/331 453 (Pawlowski Jr. et al.) (Both of which are assigned to the assignee of the present invention and to which Be train) reveal further inventions, which the Fe the container concepts and their use in print cartridges to meet.

Bei der Aufgabe, eine Druck- oder Hardcopy-Einrichtung mit einer höheren Druckauflösung vorzusehen (z. B. 1200 Punkte pro Inch, Graphik mit Fotoqualität) und für die Benutzer von großformatigen gedruckten Graphiken eine zuverlässige Quelle mit einem größeren Tintenvolumen vorzusehen, das in annehmbar großen, austauschbaren Druckkartuschen bereitgestellt werden kann, wird ein System benö­ tigt, welches ein nachfüllbares, achsenfernes Tintenreservoir ver­ wendet, das mit einem relativ dauerhaften Schreiber und Druckkopf kompatibel ist, welche mit dem Gegendruck-Verfahren arbeiten.When tasked with a print or hard copy setup with a higher print resolution (e.g. 1200 dots per inch, Graphic with photo quality) and for users of large format printed graphics a reliable source with a larger one Provide volume of ink that is in acceptably large, replaceable Print cartridges can be provided, a system is needed tigt, which ver a refillable, off-axis ink reservoir ver applies that with a relatively durable pen and printhead compatible, which work with the back pressure process.

Gemäß eines Grundaspekts sieht die vorliegende Erfindung ein Tin­ tenversorgungssystem für eine Hardcopy-Einrichtung mit folgenden Merkmalen vor: einen Tintenausstoßmechanismus, der innerhalb der Hardcopy-Einrichtung montiert ist und einen Druckkopf und eine mit dem Druckkopf verbundene Tintensammelvorrichtung aufweist, welche die Gegendruckeinstellung in dem Druckkopf vorsieht, um Tinte auf ein Druckmedium in der Nachbarschaft des Druckkopfes auszustoßen; einen achsenfernen Tintenspeichermechanismus zum Aufnehmen eines Tintenvorrats für den Tintenausstoßmechanismus; und einen Tinten­ pump- und Strömungsschalt-Mechanismus, welcher den Tintenausstoß­ mechanismus strömungstechnisch mit dem Tintenspeichermechanismus koppelt, um das Nachfüllen der Tintensammelvorrichtung des Tinten­ ausstoßmechanismus zu kontrollieren und um die Tintensammelvor­ richtung nach dem Auffüllen der Tintensammelvorrichtung auf einen vorgegebenen Gegendruck-Einstellpunkt wieder einzustellen. In one basic aspect, the present invention provides a tin Power supply system for a hard copy facility with the following Features include: an ink ejection mechanism that operates within the Hardcopy device is mounted and a printhead and one with the ink head connected to the printhead, which the back pressure setting in the print head provides for ink eject a print medium in the vicinity of the printhead; an off-axis ink storage mechanism for receiving a Ink supply for the ink ejection mechanism; and an ink Pump and flow switching mechanism that controls ink ejection fluidic mechanism with the ink storage mechanism couples to the refill of the ink collection device of the inks control the ejection mechanism and to collect the ink Direction after filling the ink collecting device on one preset back pressure set point again.  

Der multifunktionale Tintenpump- und Strömungsschalt-Mechanismus kann ferner als ein Mechanismus zum Primen (zum Ansaugen bringen) des Druckkopfes und zum Entleeren des Schreibers von Luft und Tin­ tendampfgasen verwendet werden.The multifunctional ink pump and flow switching mechanism can also serve as a priming mechanism the printhead and to empty the pen of air and tin steam gases can be used.

Es ist ferner eine Farb-Hardcopy-Einrichtung vorgesehen, bei der für jede Tintenfarbe eine Ausführungsform der Erfindung verwendet wird.A color hard copy device is also provided, in which an embodiment of the invention is used for each ink color becomes.

Es ist ein Vorteil der vorliegenden Erfindung, daß sie die bewähr­ te Gegendruck-Einstelltechnologie für Druckkartuschen mit federbe­ lasteten Tintenbehältern (spring bag) zum Nachfüllen einer axialen Tintensammelvorrichtung für den Druckkopf aus einem achsenfernen Tintenreservoir verwendet.It is an advantage of the present invention that it is proven counter pressure setting technology for pressure cartridges with spring-loaded loaded ink containers (spring bag) for refilling an axial Ink collecting device for the print head from an off-axis Ink reservoir used.

Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß sie einen einzigen, multifunktionalen Tintenübertragungsmechanis­ mus zum Übertragen der Tinte von einem achsenfernen Reservoir zu einem Tintenstrahlschreiber vorsieht.Another advantage of the present invention is that a single, multi-functional ink transfer mechanism to transfer the ink from an off-axis reservoir an ink jet pen.

Noch ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung ist, daß sie die Herstellungskosten senkt, indem sie die verschiedenen Tinten­ pumpfunktionen in einer einzigen Einrichtung integriert, ein­ schließlich der Funktionen: Nachfüllen, Ansaugen (Primen), Entlee­ ren und dem Mechanismus zum Einrichten des Gegendrucks.Yet another advantage of the present invention is that it lowers the manufacturing cost by using the different inks pump functions integrated in a single device finally the functions: refilling, priming, draining and the mechanism for setting up the back pressure.

Noch ein weiterer Vorteil der Erfindung ist, daß sie einen sich selbst eichenden Nachfüllbetrieb für den Tintenstrahlschreiber ermöglicht.Yet another advantage of the invention is that it is one self-calibrating refill operation for the inkjet recorder enables.

Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung ist, daß sie die Verwendung eines einfachen achsenfernen Tintenreservoirs ermög­ licht, welches keinen Mechanismus benötigt, um es unter Druck zu setzen. Another advantage of the present invention is that it Use a simple off-axis ink reservoir light that does not need a mechanism to pressurize it put.  

Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung ist, daß sie für eine Vielzahl von unterschiedlich großen Hardcopy-Einrichtungen und verschiedene benötigte Tintenmengen maßstäblich veränderbar ist.Another advantage of the present invention is that it can be used for a variety of different sized hard copy facilities and various required quantities of ink can be changed to scale is.

Es ist ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung, daß sie an existierende Herstellungs-, Versorgungs- und Entwurfskonzepte für Reservoire anpaßbar ist, bei denen der Gegendruck mit einem feder­ belasteten Behälter erzeugt wird.It is another advantage of the present invention that it can existing manufacturing, supply and design concepts for Reservoirs are customizable, where the back pressure with a spring contaminated container is generated.

Es ist ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung, daß sie zu geringeren Kosten pro gedruckter Seite führt, weil sie es ermög­ licht, einen dauerhaften Schreiber und Druckkopf und eine dauer­ hafte Tintentransporteinrichtung in Verbindung mit einem nachfüll­ baren oder austauschbaren Tintenreservoir zu verwenden.It is another advantage of the present invention that it can lower cost per printed page because it allows light, a permanent pen and printhead and a permanent adhesive ink transport device in connection with a refill removable or replaceable ink reservoir.

Ein noch weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung ist, daß sie die Anzahl der Bauteile für die Tintenstrahl-Hardcopy-Einrichtung mit dem achsenfernen Tintenreservoir im Vergleich zu achsenfernen Tintenreservoirsystemen nach dem Stand der Technik vermindert.Yet another advantage of the present invention is that it the number of components for the inkjet hardcopy device with the off-axis ink reservoir compared to off-axis Ink reservoir systems reduced according to the prior art.

Schließlich ist ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung, daß sie eine gewisse Flexibilität bei alternativen Strategien zum Versenden von Hardcopy-Einrichtungen erlaubt.Finally, another advantage of the present invention is that they have some flexibility in alternative strategies to Sending of hard copy facilities allowed.

Weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich deutlicher aus der Lektüre der folgenden detaillier­ ten Beschreibung mit Bezug auf die Zeichnungen, in denen dieselben Bezugszeichen in allen Figuren entsprechende Merkmale bezeichnen. In den Figuren zeigen:Other objects, features and advantages of the present invention emerge more clearly from reading the following in more detail th description with reference to the drawings, in which the same Reference symbols in all figures denote corresponding features. The figures show:

Fig. 1 eine schematische perspektivische Darstellung eines achsenfernen Tintenversorgungssystems gemäß der vorlie­ genden Erfindung, Fig. 1 is a schematic perspective view of an off-axis ink supply system according to the invention vorlie constricting,

Fig. 2 eine schematische Detailansicht der Komponenten der vorliegenden Erfindung gemäß Fig. 1 für ein Einfarb- Tintensystem, FIG. 2 shows a schematic detailed view of the components of the present invention according to FIG. 1 for a single-color ink system,

Fig. 3A bis 3D vier Betriebsarten der Tintenpump- und Strömungsschalt-Komponente der vorliegenden Erfindung, wie sie in Fig. 2 gezeigt ist, wobei: . 3A to 3D are four modes of Tintenpump- and flow switching component of the present invention as shown in Figure 2, wherein: FIG.

Fig. 3A die Tintenpump- und Strömungsschalt-Komponente mit ge­ öffnetem Fluidschalter zeigt, Fig. 3A shows the Tintenpump- and flow switching component with ge öffnetem fluid switch,

Fig. 3B die Tintenpump- und Strömungsschalt-Komponente in ihrer Gegendruck-Rücksetzposition zeigt, Fig. 3B shows the Tintenpump- and flow switching component in its counter-pressure reset position,

Fig. 3C die Tintenpump- und Strömungsschalt-Komponente in ihrer geschlossenen Position zeigt, und Fig. 3C shows the Tintenpump- and flow switching component in its closed position, and

Fig. 3D die Tintenpump- und Strömungsschalt-Komponente in ihrer Vorwärtspumpposition bei positivem Druck (Überdruck) zeigt, Fig. 3D shows the Tintenpump- and flow switching component in its forward pumping position at a positive pressure (overpressure)

Fig. 4 ist ein symbolisches Diagramm der vorliegenden Erfin­ dung gemäß den Fig. 1 und 2, wobei die vier Be­ triebsarten der Tintenpump- und Strömungsschalt-Kompo­ nente gezeigt sind. Fig. 4 is a symbolic diagram of the present inven tion according to FIGS . 1 and 2, wherein the four operating modes of the ink pump and flow switching component are shown.

Die Zeichnungen, auf welche in dieser Beschreibung Bezug genommen wird, sind nicht maßstäblich gezeichnet, außer dort, wo dies aus­ drücklich gesagt ist.The drawings to which reference is made in this description are not drawn to scale except where this is from is expressly said.

Im folgenden ist eine spezielle Ausführungsform der vorliegenden Erfindung im einzelnen beschrieben, welche derzeit von den Erfin­ dern als die beste Ausführungsform zur Umsetzung der Erfindung angesehen wird. Ferner sind auch alternative Ausführungsformen kurz erläutert. The following is a specific embodiment of the present Invention described in detail, currently by the Erfin the best embodiment for implementing the invention is seen. Furthermore, alternative embodiments are also briefly explained.  

Ein Tintenversorgungssystem für einen Tintenstrahlschreiber mit federbelastetem Tintenbeutel (spring bag) und "freier" oder unge­ bundener Tinte (im Gegensatz z. B. zu Tinte, die von einem Schaum­ stoffreservoir oder dergleichen gehalten wird) gemäß der vorlie­ genden Erfindung, und wie in Fig. 1 dargestellt, wird innerhalb eines Tintenstrahl-Hardcopy-Gerätes oder -Druckgerätes 100 (ge­ strichelt gezeichnet) verwendet. Eine Vielzahl solcher Einrichtun­ gen ist bekannt, und die oben angegebenen und in Bezug genommenen Druckschriften können als Hintergrundmaterial für weitere Einzel­ heiten herangezogen werden.An ink supply system for an ink jet pen with a spring-loaded ink bag (spring bag) and "free" or unbound ink (as opposed to, for example, ink held by a foam reservoir or the like) according to the present invention, and as in Fig FIG. 1 is used in an ink-jet hard copy device or -Druckgerätes 100 (ge dashed lines). A variety of such Einrichtun conditions are known, and the above-mentioned and referenced publications can be used as background material for further individual units.

Einer oder mehrere Schreiber 102 mit federbelasteten Tintenbeuteln sind in einem sich bewegenden (dargestellt durch den Pfeil) Schlittenmechanismus (nicht gezeigt) montiert, um ein Druckmedium (nicht gezeigt) zu überqueren, welches mittels eines anderen Me­ chanismus (nicht gezeigt) des Hardcopy-Gerätes 100 den Schreibern 102 gegenüberliegend transportiert wird, wie es auf diesem techni­ schen Gebiet allgemein bekannt ist. Bei Vollfarb-Tintenstrahl- Druckgeräten ist es bekannt, entweder einen einzelnen Mehrkammer­ schreiber für die blaue (cyan), die gelbe, die rote (magenta) und die schwarze ("CMYK") Tinte, welche üblicherweise verwendet wer­ den, oder bis zu vier einzelne Schreiber 102 vorzusehen, wie in Fig. 1 gezeigt. Die Schreiber 102 der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind Schreiber der Bauart mit federbe­ lastetem Tintenbeutel.One or more pen-loaded ink pouches 102 are mounted in a moving (shown by the arrow) carriage mechanism (not shown) to traverse a print medium (not shown) which is by another mechanism (not shown) of the hardcopy device 100 is transported opposite the writers 102 as is well known in the art. In full-color ink jet printing devices, it is known to either use a single multi-chamber recorder for the blue (cyan), the yellow, the red (magenta) and the black ("CMYK") ink, which are commonly used, or up to four to provide individual recorders 102 as shown in FIG. 1. The pens 102 of the preferred embodiment of the present invention are spring loaded ink bag type pens.

Da die Tinte von einem achsenfernen Reservoir zu jedem Schreiber 102 geliefert wird, kann jeder Schreiber 102 mit minimaler physi­ scher Größe für vorgegebene Druckparameter der jeweiligen Hardco­ py-Geräte ausgelegt werden. Bei einem tragbaren Hardcopy-Gerät, wie einem Drucker, der in Verbindung mit einem Notebook-PC verwen­ det wird oder in diesen eingebaut ist, wird der Endverbraucher wahrscheinlich meistens nur ein paar Textseiten während jedes einzelnen Druckauftrags drucken. Bei einem Plotter für Ingenieurs­ zeichnungen ist es dagegen wahrscheinlicher, daß jeder Druckauftrag ein relativ großes Tintenvolumen benötigt. Das trag­ bare Hardcopy-Gerät sollte eine kleine Schreiber- und Druckkopf­ vorrichtung und einen kleinen internen federbelasteten Beutel als Tintenzwischenspeicher aufweisen, um die paar Seiten des Textauf­ trags drucken zu können. Der Plotter sollte eine solche Schreiber- und Druckkopfvorrichtung haben, mit der große Schwaden gedruckt werden können, um die Druckzeit zu vermindern, sowie einen inter­ nen federbelasteten Beutel als Tintenzwischenspeicher, der die größeren Tintenvolumen handhaben kann, welche für jede Schwade benötigt werden, ohne daß ein Auftrag zum Nachfüllen des Zwischen­ speichers unterbrochen werden muß.Since the ink is supplied from an off-axis reservoir to each recorder 102 , each recorder 102 can be designed with a minimum physical size for predetermined printing parameters of the respective Hardco py devices. With a portable hard copy device, such as a printer, used in conjunction with or built into a notebook PC, the end user will most likely only print a few pages of text during each print job. In the case of a plotter for engineering drawings, on the other hand, it is more likely that each print job requires a relatively large volume of ink. The portable hard copy device should have a small pen and printhead device and a small internal spring-loaded pouch as an ink buffer in order to be able to print the few pages of the text order. The plotter should have such a pen and printhead device that can print large swaths to reduce printing time, and an internal spring-loaded pouch as an ink buffer that can handle the larger volumes of ink needed for each swath without a job to refill the buffer must be interrupted.

Die spezielle Auslegung des Hardcopy-Gerätes kann abhängig davon ermittelt werden, wieviele Seiten zwischen den Nachfüllzyklen für den internen Zwischenspeicher-Tintenbeutel gedruckt werden sollen. Wenn ein Nachfüllzyklus nicht häufiger als nach einer vollständig bedruckten Seite nötig sein soll, d. h., wenn jedes Pixel mit Tin­ te bedeckt ist (was äquivalent zu mehreren Seiten mit einer gerin­ geren Bedeckung ist, wie es beim Drucken von ausschließlich Text erwartet werden kann, wenn die tatsächliche Bedeckung der Seite mit Tinte im allgemeinen ungefähr 5% ist), kann ein minimales Vo­ lumen des federbelasteten Tintenbeutels des Zwischenspeichers er­ mittelt werden. Wieviel Tinte voraussichtlich zum vollständigen Bedecken einer einzelnen Seite benötigt wird, kann wie folgt be­ rechnet werden:
Volumen/Seite = dpi² * Volumen/Tropfen * Fläche/Seite, wobei gilt:
Volumen/Seite = pro Seite (pro Farbe) benötigtes Tintenvo­ lumen,
dpi = Auflösung in Punkten pro Inch (dots per inch),
Volumen/Tropfen = Tintenvolumen pro ausgestoßenem Tropfen und
Fläche/Seite = bedruckbare Fläche einer Seite. The special design of the hardcopy device can be determined depending on how many pages are to be printed between the refill cycles for the internal buffer ink bag. When a refill cycle should not be needed more often than after a fully printed page, that is, when every pixel is covered with ink (which is equivalent to multiple pages with less coverage, as can be expected when printing only text if) the actual coverage of the page with ink is generally about 5%), a minimum volume of the spring-loaded ink bag of the buffer store can be determined. How much ink is expected to be needed to completely cover a single page can be calculated as follows:
Volume / side = dpi² * Volume / drop * area / side, where:
Volume / page = ink volume required per page (per color),
dpi = resolution in dots per inch,
Volume / drop = volume of ink per drop ejected and
Area / page = printable area of a page.

Eine andere Methode zum Ermitteln der Dimensionierung eines inter­ nen Zwischenspeicher-Tintenbeutels ist, die zum Aufnehmen eines bestimmten Druckkopfes benötigte minimale Schreiberbreite (basie­ rend auf der Anzahl und dem Abstand der Düsen und Öffnungen, wel­ che dem Fachmann bekannt sind) auf eine anpaßbare Konfiguration des federbelasteten Beutels zu beziehen. Es sei z. B. angenommen, daß eine gegebene Schreiberbreite 15 mm ist. Ein Fördervolumen runder Federplatten mit einem Durchmesser von einem Inch (2,54 cm), welche zum Vorspannen des federbelasteten Beutels auf einen gegebenen Gegendruck-Einstellpunkt innerhalb der Auslenkgrenze von 15 mm montiert sind, würde etwa 7,6 cm³ betragen. Bei den derzeit bekannten 600 dpi-Hardcopy-Geräten, welche Tröpfchen von 5 Picoli­ tern (pl) auf einen bedruckbaren Bereich von 85 Quadratinch (8 1/2 × 11 Inch Normpapier mit Normrändern) ausstoßen, könnten sechs vollständig geschwärzte Seiten und über 120 Seiten mit einer Be­ deckung von 5% zwischen den Nachfüllzyklen gedruckt werden. Das gesamte achsnahe oder interne Tintenvolumen, einschließlich den Auslaß- oder Schnauzenbereichen des Druckkopfes und den nicht ge­ förderten Teilen des Beutels, läge nahe bei 10 cm³ internem Tin­ tenvolumen nach einem Nachfüllzyklus des Schreibers.Another method of determining the dimensioning of an inter NEN buffer ink bag is used to hold a required minimum pen width (basie rend on the number and the distance of the nozzles and openings, wel che are known to those skilled in the art) to a customizable configuration of the spring-loaded bag. It is e.g. B. assumed that a given pen width is 15 mm. A funding volume round spring plates with a diameter of one inch (2.54 cm), which for biasing the spring-loaded bag on a given back pressure set point within the deflection limit of 15 mm would be about 7.6 cm³. At the moment known 600 dpi hard copy devices, which droplets of 5 Picoli tern (pl) to a printable area of 85 square inches (8 1/2 × 11 inch standard paper with standard margins), six could completely blackened pages and over 120 pages with a Be 5% coverage between refill cycles. The total near-axis or internal ink volume, including the Outlet or snout areas of the printhead and not ge mined parts of the bag would be close to 10 cc of internal tin volume after a refill cycle of the recorder.

Ein externes oder achsfernes Tintenreservoir 104 wird für jeden Schreiber 102 des Systems vorgesehen. Wiederum hängt die spezielle Konfiguration von der Form des Hardcopy-Gerätes 100 ab. Ein Tin­ tenstrahl-Facsimile-Gerät erfordert z. B. unter Umständen nur ei­ nen Schreiber 102 und somit ein relativ großes achsenfernes Tin­ tenreservoir 104. Ein Tintenstrahldrucker mit allen Farben kann vier Schreiber 102 und vier achsenferne Tintenreservoire 104 ha­ ben, wie in Fig. 1 gezeigt. Wie auch immer die spezielle Konfigu­ ration ist, das achsenferne Tintenreservoir 104 kann nachfüllbar sein, oder es kann ein austauschbares Kartuschen-Reservoir sein. Man beachte insbesondere, daß gemäß der vorliegenden Erfindung, die mit Bezug auf Fig. 2 im folgenden näher beschrieben ist, das Tintenreservoir 104 keinerlei Mechanismus zum Erzeugen eines posi­ tiven Druckes oder Überdruckes benötigt. An external or off-axis ink reservoir 104 is provided for each pen 102 of the system. Again, the specific configuration depends on the shape of the hard copy device 100 . An ink jet facsimile machine requires e.g. B. under certain circumstances only egg NEN 102 and thus a relatively large off-axis tin tenreservoir 104th An all-color ink jet printer can have four pens 102 and four off-axis ink reservoirs 104 ha, as shown in FIG. 1. Whatever the particular configuration, off-axis ink reservoir 104 may be refillable, or it may be a replaceable cartridge reservoir. In particular, note that, in accordance with the present invention, which is described in more detail below with reference to FIG. 2, the ink reservoir 104 does not require any mechanism for generating positive pressure or positive pressure.

Die dritte Grundkomponente der vorliegenden Erfindung ist eine permanente, multifunktionale Tintenpump- und Strömungsschalt-Vor­ richtung 106. Diese Tintenpump- und Strömungsschalt-Vorrichtung 106 sieht vier Funktionen vor:The third basic component of the present invention is a permanent, multi-functional ink pumping and flow switching device 106 . This ink pumping and flow switching device 106 provides four functions:

  • (1) Sie ermöglicht einen Tintenstrom zwischen dem achsenfernen Tintenreservoir 104 und dem Schreiber 102,(1) It enables ink flow between off-axis ink reservoir 104 and pen 102 ,
  • (2) sie kann den Tintenstrom zwischen dem achsenfernen Tinten­ reservoir 104 und dem Schreiber unterbrechen,(2) it can interrupt the ink flow between the off-axis ink reservoir 104 and the pen,
  • (3) sie stellt periodisch einen Anfangs-Gegendruck in dem Fe­ der/Beutel-Mechanismus innerhalb des Schreibers 102 ein, und(3) periodically sets an initial back pressure in the spring / bag mechanism within the pen 102 , and
  • (4) sie sieht einen Überdruck in dem Schreiber 102 vor, wodurch das Ablassen von Luft und das Ansaugen des Schreibers 102 aufgrund des Überdrucks möglich wird.(4) it provides an excess pressure present in the pen 102, whereby the discharge of air and the suction of the writer 102 is possible due to the overpressure.

Tintenleitungen, wie flexible Schläuche (oder eine andere geeigne­ te Tintenleitung, die im Stand der Technik bekannt ist), 108, 110 schaffen eine Fluidverbindung zwischen dem achsenfernen Reservoir 104 und der Tintenpump- und Strömungsschalt-Vorrichtung 106 bzw. zwischen der Tintenpump- und Strömungsschalt-Vorrichtung 106 und dem Schreiber 102.Ink lines, such as flexible tubing (or other suitable ink line known in the art), 108 , 110 provide fluid communication between the off-axis reservoir 104 and the ink pumping and flow switching device 106, or between the ink pumping and flow switching Device 106 and writer 102 .

Für ein Vollfarben-Gerät, z. B. einen CYMK-Drucker, wird für jede Farbe von jeder Systemkomponente eine sowie eine geeignete Rohr­ verbindung benötigt.For a full color device, e.g. B. a CYMK printer, for each Color each system component as well as a suitable pipe connection needed.

In Fig. 2 ist eine detailliertere Abbildung des achsenfernen Tin­ tenversorgungssystems für eine Tintenfarbe gezeigt. Der Schreiber 102 hat ein Gehäuse 202, welches einen Tinten-Zwischenspeicher 204 in Form eines federbelasteten Beutels enthält. Für weitere Einzel­ heiten bezüglich des Schreibertyps mit dem federbelasteten Tinten­ beutel 102 kann Bezug genommen werden auf das US-Patent US-A-5 325 119 und die weiteren oben in Bezug genommenen US-Paten­ te und Anmeldungen. Eine Entlüftungsöffnung 206, ein Druckkopf 208 und eine Tintenübertragungsöffnung 210 des Schreibers 102 sind ge­ zeigt, um die Erklärung der vorliegenden Erfindung zu erleichtern.In Fig. 2 is a more detailed illustration of the far axis Tin is tenversorgungssystems shown for an ink color. The pen 102 has a housing 202 which contains an ink buffer 204 in the form of a spring-loaded bag. For further details regarding the pen type with the spring-loaded ink bag 102 , reference may be made to US Pat. No. 5,325,119 and the other US patents and applications referenced above. A vent 206 , a printhead 208, and an ink transfer port 210 of the pen 102 are shown to facilitate the explanation of the present invention.

Das achsenferne Tintenreservoir 104 weist ein Gehäuse 212 auf, welches einen Tintenvorrat 214 enthält. Solche entfernten Tinten­ versorgungsmechanismen sind im Stand der Technik gut bekannt. In einer Einweg-Tintenkartuschenform kann der Mechanismus ganz ein­ fach ein Kunststoffgehäuse umfassen, in dem ein Beutel aus einem nicht reagierenden, tintenundurchlässigen Material enthalten ist. Es ist eine Tintenauslaßöffnung 216 vorgesehen. Wenn der Tinten­ vorrat in einem schlaffen, mit Tinte gefüllten, zusammenklappbaren Beutel enthalten ist, der, wie gezeigt, in einem festen Gehäuse 212 untergebracht ist, muß die die Tinte einschließende Kammer des Gehäuses des achsenfernen Tintenreservoirs 104 nicht zum Umge­ bungsdruck belüftet sein. Bei einer Alternative, bei der das star­ re Gehäuse 212 selbst die Tinte enthält, wird eine solche Belüf­ tung vorgesehen.The ink reservoir 104 remote from the axis has a housing 212 which contains an ink supply 214 . Such remote ink delivery mechanisms are well known in the art. In a disposable ink cartridge form, the mechanism may simply include a plastic housing containing a pouch made of an unresponsive, ink-impermeable material. An ink outlet port 216 is provided. When the ink supply is contained in a flaccid, ink-filled, collapsible pouch which, as shown, is housed in a fixed housing 212 , the ink-enclosing chamber of the housing of the off-axis ink reservoir 104 need not be vented to ambient pressure. In an alternative in which the rigid housing 212 itself contains the ink, such ventilation is provided.

Die Tintenpump- und Strömungsschalt-Vorrichtung 106 hat ein Gehäu­ se 218, welches einen Zylinder 220 aufweist, der aus einem geeig­ neten starren Material hergestellt ist, wie Polysulfon-Kunststoff, rostfreiem Stahl oder einem anderen Material, das mit der Tinte nicht chemisch reagiert. Eine Tinteneinlaßöffnung 222 ist mittels einer Rohrleitung 108 mit der Tintenauslaßöffnung 216 des achsen­ fernen Tintenreservoirs 104 verbunden. Eine Tintenpumpöffnung 224 ist mittels einer Rohrleitung 110 mit der Tintenübertragungsöff­ nung 210 des Schreibers 102 verbunden. Das Gehäuse 218 weist auch ein Kolbenschaft-Führungsbauteil 226 auf, das eine zentrale Boh­ rung 228 hat, welche in eine zentrale Kammer 230 des Zylinders 220 führt. Ein Kolbenschaft 232, der sich auf einem fluiddichten Lager 234, wie einem O-Ring oder dergleichen, bewegt, ist mit einem Kol­ benkopf 236 innerhalb der zentralen Kammer 230 des Zylinders 220 gekoppelt. Ein distales Ende 238 des Kolbenschafts 232 ist mit einer Kolben-Betätigungseinrichtung (nicht gezeigt) gekoppelt. Die Kolben-Betätigungseinrichtung kann eine mechanische oder elektro­ mechanische lineare Betätigungseinrichtung sein, welche eine Schub- und Zugkraft auf den Kolbenschaft 232 ausübt und somit den Kolbenkopf 236 innerhalb des Zylinders 220 bewegt.The ink pumping and flow switching device 106 has a housing 218 which has a cylinder 220 made of a suitable rigid material such as polysulfone plastic, stainless steel or another material which does not chemically react with the ink. An ink inlet port 222 is connected by a pipe 108 to the ink outlet port 216 of the off-axis ink reservoir 104 . An ink pump opening 224 is connected by a pipe 110 to the ink transfer opening 210 of the pen 102 . The housing 218 also has a piston shaft guide member 226 that has a central bore 228 that leads into a central chamber 230 of the cylinder 220 . A piston shaft 232 , which moves on a fluid-tight bearing 234 , such as an O-ring or the like, is coupled to a piston head 236 within the central chamber 230 of the cylinder 220 . A distal end 238 of the piston shaft 232 is coupled to a piston actuator (not shown). The piston actuating device can be a mechanical or electro-mechanical linear actuating device which exerts a pushing and pulling force on the piston shaft 232 and thus moves the piston head 236 within the cylinder 220 .

Die Fig. 3A bis 3D erleichtern die Beschreibung der Unterkom­ ponenten der Tintenpump- und Strömungsschalt-Vorrichtung 106 und, in Kombination mit Fig. 4, des Betriebs der vorliegenden Erfin­ dung. Der Kolbenkopf 236 (Fig. 2) weist eine Hauptdichtung 304 und eine Nebendichtung 302 auf, die beide mit dem Kolbenschaft 232 gekoppelt sind. Die Dichtungen 203, 204 sind aus einem Elastomer, wie Fluorsilikon oder dergleichen, hergestellt, der für Tinten des Typs, der in einem Tintenstrahlsystem verwendet wird, undurchläs­ sig ist und mit diesen nicht reagiert. Die Dichtungen 302, 304 sind fest an dem Kolbenschaft 232 montiert, wobei jede für die Herstellung der Tintenpump- und Strömungsschalt-Vorrichtung 106 geeignete Montageart vorgesehen werden kann, z. B. durch Aufbrin­ gen jeder Dichtung 302, 304 auf Flansche 306 bzw. 308, welche auf geeignete Weise an dem Kolbenschaft 232 vorgesehen werden, wie dem Fachmann auf diesem Gebiet bekannt ist. Man beachte, daß ein Spalt "g" zwischen der Hauptdichtung 304 und der Nebendichtung 302 einen Zwischendichtungs-Hohlraum 310 bildet, der die Dichtungen 302, 304 trennt. Die Hauptdichtung 304 weist eine Bohrung 312 auf, die ei­ nen Fluidkanal bildet, der sich von dem Zwischendichtungs-Hohlraum 310 zu einem Bereich 230′ der zentralen Kammer 230 innerhalb des Zylinders 220 neben der Tintenpumpöffnung 224 des Gehäuses 218 erstreckt. Abgesehen davon bilden die Dichtungen 302, 304 fluidun­ durchlässige Barrieren innerhalb der zentralen Kammer 230. Man beachte ferner, daß der Kolbenkopf 236 selektiv positionierbar ist. Der Kolbenkopf 236, welcher die Nebendichtung 302 mit dem durch diese hindurchgehenden Tintenströmungskanal und die Haupt­ dichtung 304 umfaßt, ist mit einem vorgegebenen Spalt "g" zwischen den Dichtungen 302 und 304 auf dem Kolbenschaft 232 montiert, so daß ein vorgegebener Volumenbereich durch die Spaltbreite und die Form und die Abmessungen der Dichtungen 302, 304 definiert wird. Im Betrieb sind die Tintenpump- und Strömungsschalt-Vorrichtung 106 und das achsenferne Tintenreservoir 104 stationär, während der Schreiber 102 auf einem Schlitten (nicht gezeigt) montiert ist, und eine Seite des Druckmediums (nicht gezeigt) während des Druckens überquert. (Man beachte, daß die vorliegende Erfindung jedoch leicht an stationäre Druckkopfmechanismen mit einer Breite von einer Seite angepaßt werden kann.) Der Schreiber 102 enthält einen federbelasteten Tintenzwischenspeicher 204, um einen vorgegebenen Gegendruck oder Unterdruck bei dem Druckkopf 208 aufrechtzuerhal­ ten. Der Tintenzwischenspeicher 204 steht in Fluidverbindung mit dem achsenfernen Tintenreservoir 104 über die Tintenpump- und Strömungsschalt-Vorrichtung 106 und Tintenleitungen 108, 110. Figs. 3A to 3D facilitate the description of the Unterkom Tintenpump- components and flow switching device 106 and, in combination with FIG. 4, operation of the present OF INVENTION dung. The piston head 236 ( FIG. 2) has a main seal 304 and a secondary seal 302 , both of which are coupled to the piston shaft 232 . The seals 203 , 204 are made of an elastomer, such as fluorosilicone or the like, which is impervious to, and does not react with, inks of the type used in an ink jet system. The seals 302 , 304 are fixedly mounted on the piston shaft 232 , and any type of mounting suitable for the manufacture of the ink pump and flow switching device 106 can be provided, e.g. B. by Aufbrin gene each seal 302 , 304 on flanges 306 and 308 , which are suitably provided on the piston shaft 232 , as is known to those skilled in the art. Note that a gap "g" between the main seal 304 and secondary seal 302 an intermediate seal cavity forms 310, seals 302 separates the 304th The main seal 304 has a bore 312 which forms a fluid channel which extends from the intermediate seal cavity 310 to a region 230 'of the central chamber 230 within the cylinder 220 adjacent to the ink pump opening 224 of the housing 218 . Apart from this, the seals 302 , 304 form fluid-impermeable barriers within the central chamber 230 . Also note that piston head 236 is selectively positionable. The piston head 236 , which includes the secondary seal 302 with the ink flow channel therethrough and the main seal 304 , is mounted with a predetermined gap "g" between the seals 302 and 304 on the piston shaft 232 , so that a predetermined volume range through the gap width and the shape and dimensions of the seals 302 , 304 is defined. In operation, the ink pump and flow switch device 106 and off-axis ink reservoir 104 are stationary while the pen 102 is mounted on a carriage (not shown) and crosses one side of the print medium (not shown) during printing. (Note that the present invention, however, is readily adaptable to stationary one-page width printhead mechanisms.) The pen 102 includes a spring-loaded ink latch 204 to maintain a predetermined back pressure or vacuum on the printhead 208. The ink latch 204 is stationary in fluid communication with off-axis ink reservoir 104 via ink pump and flow switching device 106 and ink lines 108 , 110 .

Während eines Druckzyklus ist die Tintenpump- und Strömungsschalt- Vorrichtung 106 geschlossen, wie in der Fig. 3C und bei Position 3 der Fig. 4 gezeigt. Der Tintenstrom zwischen dem achsenfernen Tintenreservoir 104 und dem Tintenzwischenspeicher 204 ist unter­ brochen.During a printing cycle, the ink pumping and flow switching device 106 is closed, as shown in FIG. 3C and at position 3 of FIG. 4. The ink flow between the off-axis ink reservoir 104 and the ink buffer 204 is interrupted.

Wenn der Schreiber 102 wenig Tinte enthält (was durch Zählen der gedruckten Tropfen, einem mechanischen oder elektromechanischen Tintenpegel-Erfassungsmechanismus oder dergleichen, wie im Stand der Technik bekannt, erkannt würde [siehe z. B. das US-Patent US-A 4 931 813 (Hamlin), das auf die Anmelderin der vorliegenden Er­ findung übertragen wurde und auf welches hier Bezug genommen wird]), würde der Druckzyklus, wenn notwendig, unterbrochen, und die Tintenpump- und Strömungsschalt-Vorrichtung 106 würde in die geöffnete Position umgeschaltet, wie in Fig. 3A gezeigt (siehe auch Position 2 der Fig. 4). Man beachte, daß bei der geöffneten Position Tinte frei aus dem achsenfernen Tintenreservoir 104 über die Auslaßöffnung 216 und die Rohrleitung 108 durch die Einlaßöff­ nung 222 des Zylinders 220 in den Hohlraum 310 zwischen den Dich­ tungen fließen kann. Wenn dieser beinahe voll ist, kann Tinte aus dem Hohlraum 310 zwischen den Dichtungen nur durch die Bohrung 312, d. h. den Fluidkanal, der durch die Nebendichtung 302 führt, in einen Bereich 230′ der zentralen Kammer 230 des Zylinders 220 fließen, welche die Tintenpumpöffnung 224 aufweist. Die Tinte geht dann durch die Tintenpumpöffnung 224, durch die Rohrleitung 110 und durch die Tintenübertragungsöffnung 210 des Schreibers 102, wo sie den Tintenzwischenspeicher 204 füllt.If the pen 102 contains little ink (which would be recognized by counting the printed drops, a mechanical or electromechanical ink level detection mechanism, or the like, as is known in the art [see, for example, U.S. Patent No. 4,931,813 (Hamlin), assigned to the assignee of the present invention and to which reference is made here]), the printing cycle would be interrupted if necessary and the ink pumping and flow switching device 106 would be switched to the open position as shown in Fig. 3A (see also position 2 of Fig. 4). Note that in the open position, ink can flow freely from the off-axis ink reservoir 104 through the outlet port 216 and the pipe 108 through the inlet port 222 of the cylinder 220 into the cavity 310 between the lines. When this is almost full, ink can flow from the cavity 310 between the seals only through the bore 312 , ie the fluid channel that leads through the secondary seal 302 , into an area 230 'of the central chamber 230 of the cylinder 220 , which the ink pump opening 224th having. The ink then passes through the ink pump port 224 , through the tubing 110, and through the ink transfer port 210 of the pen 102 where it fills the ink buffer 204 .

Man beachte, daß sich der Schreiber im wesentlichen selbst aus dem achsenfernern Tintenreservoir 104 füllt, indem er die Potential­ energie nutzt, die in der gebogenen inneren Feder des Tintenzwi­ schenspeichers 204 gespeichert wurde, als Tinte während des vor­ hergehenden Druckzyklus oder der vorhergehenden Druckzyklen aus dem Zwischenspeicher 204 entnommen wurde. Dieser Nachfüllvorgang findet normalerweise zwischen den Druckvorgängen statt, wenn der Schlitten den Schreiber 102 in einer Servicestation (nicht ge­ zeigt) parkt.Note that the pen essentially fills itself from the off-axis ink reservoir 104 using the potential energy stored in the curved inner spring of the ink buffer 204 as ink during the previous printing cycle or cycles from the previous one Buffer 204 was removed. This refill usually takes place between the printing processes when the carriage parks the pen 102 in a service station (not shown).

Die Nachfüllzeit entspricht im wesentlichen der Zeitspanne, die erforderlich ist, um den federbelasteten Zwischenspeicher 204 von "leer" auf "voll" zu bringen, nachdem die Tintenpump- und Strö­ mungsschalt-Vorrichtung 106 geöffnet wurde. Die Nachfüllzeit wird von den spezifischen Konstruktionsmerkmalen der Bauteile bestimmt (z. B. die Größe des Zwischenspeichers, die Federkonstante und dergleichen) sowie von der relativen Lage der Teile innerhalb des Hardcopy-Gerätes (z. B. der Länge der Tintenverbindungskanäle), der Tintenviskosität und dergleichen, wie dem Fachmann auf dem Gebiet der Strömungsberechnungen basierend auf dem Poiseuille′schen Gesetz bekannt ist.The refill time is essentially the amount of time it takes to move the spring loaded latch 204 from "empty" to "full" after the ink pump and flow switching device 106 has been opened. The refill time is determined by the specific design features of the components (e.g. the size of the buffer, the spring constant and the like) as well as by the relative position of the parts within the hardcopy device (e.g. the length of the ink connection channels) and the ink viscosity and the like, as is known to those skilled in the field of flow calculations based on Poiseuille's law.

Wenn der Tintenzwischenspeicher 204 sich auf diese Weise selbst wieder aufgefüllt hat, wird die Tintenpump- und Strömungsschalt- Vorrichtung 106 betätigt (siehe den mit "ZUG" bezeichneten Pfeil in Fig. 3B; siehe auch Position 4 in Fig. 4), um rückwärts zu pumpen, um genügend Tinte aus dem Zwischenspeicher 204 über die Rohrleitung 110 in den zentralen Kammerbereich 230′ des Zylinders 220 abzuziehen, um die Feder innerhalb des Zwischenspeichers 204 vorzuspannen und den vorgegebenen Konzessionsgegendruck bei dem Druckkopf 208 für den richtigen Druckbetrieb einzustellen. Dieses Zurückpumpen der Tinte kann berechnet oder experimentell auf einen bestimmten Schreiber 102 zugeschnitten werden, um die negative Verschiebung des Kolbenkopfes 236 zu erreichen, welche notwendig ist, um den vorgegebenen Konzessions-Gegendruck bei dem Druckkopf 208 vorzusehen. Nach dem Wiedereinstellen des Gegendrucks kann erneut mit dem Drucken begonnen werden.When the ink buffer 204 has refilled itself in this manner, the ink pumping and flow switching device 106 is actuated (see the arrow labeled "TRAIN" in Fig. 3B; see also position 4 in Fig. 4) to reverse pump to draw enough ink from the buffer 204 via the conduit 110 into the central chamber area 230 'of the cylinder 220 to bias the spring within the buffer 204 and set the predetermined concession back pressure at the printhead 208 for proper printing operation. This pumping back of the ink can be calculated or experimentally tailored to a particular pen 102 to achieve the negative displacement of the piston head 236 necessary to provide the predetermined concession back pressure to the printhead 208 . After the counter pressure has been reset, printing can be started again.

Das Tintenstrahl-Hardcopy-Gerät weist üblicherweise einen Mecha­ nismus zum Vorpumpen (Priming) des Druckkopfes auf, wenn die Druckqualität schlechter geworden zu sein scheint. Üblicherweise wird der Druckkopf "vorgepumpt", indem eine kleine Tintenmenge durch jede Düse gedrückt wird (dies wird bei einer hierzu vorgese­ henen Servicestation des Hardcopy-Gerätes durchgeführt, wie dem Fachmann auf diesem Gebiet bekannt ist). Zusätzlich sollten ge­ legentlich Luft in dem Schreiber oder angesammelte Gase in dem Tintenmechanismus abgelassen werden, um eine Störung der Funktion des Druckkopfes zu verhindern. Die Tintenpump- und Strömungs­ schalt-Vorrichtung 106 wird auch dazu verwendet, einen Überdruck vorzusehen (siehe den mit "SCHUB" bezeichneten Pfeil in Fig. 3D; siehe auch Position 1 in Fig. 4), wodurch Tinte in dem Druckkopf angesaugt werden kann und Luft oder andere Gase durch die Düsen aus dem Tintenzwischenspeicher 204 entfernt werden können, wenn sich Luftblasen in der Nähe angesammelt haben, oder sie können durch ein Entlüftungsventil 206 unter Verwendung eines Blasengene­ rators, eines Rückschlagventils oder dergleichen entfernt werden, wie der Fachmann weiß (siehe z. B. die US-Patentanmeldung Nr. 08/519,384 (Hall), welche auf die Anmelderin der vorliegenden Er­ findung übertragen wurde, und auf die hier Bezug genommen wird) Grundsätzlich ist ein Gasentlüftungsmechanismus mit dem Tintenzwi­ schenspeicher 204 bei einem relativ zu der örtlichen Horizontalen hochgelegenen Punkt über dem Zwischenspeicher gekoppelt, so daß freie Gase und mit Gas gesättigte Tinte in dem Zwischenspeicher zu dem Entlüftungsmechanismus aufsteigen, wo die Gase abgeführt wer­ den. Dieses Merkmal kann weggelassen werden, wenn die Ansammlung von Gas bei dem speziellen Aufbau des Schreibers kein Problem ist.The ink jet hard copy machine usually has a mechanism for priming the printhead when the print quality appears to have deteriorated. Typically, the printhead is "primed" by pushing a small amount of ink through each nozzle (this is done at a dedicated hardcopy machine service station, as is known to those skilled in the art). In addition, air in the pen or accumulated gases in the ink mechanism should occasionally be vented to prevent malfunction of the printhead. The ink pumping and flow switching device 106 is also used to provide overpressure (see the arrow labeled "SCHUB" in Fig. 3D; see also position 1 in Fig. 4), whereby ink can be sucked into the printhead and Air or other gases can be removed through the nozzles from the ink buffer 204 when air bubbles have accumulated nearby, or can be removed through a vent valve 206 using a bubble generator, check valve, or the like, as is known to those skilled in the art (see e.g., U.S. Patent Application No. 08 / 519,384 (Hall), assigned to the assignee of the present invention and incorporated herein by reference) Basically, a gas venting mechanism with the intermediate ink reservoir 204 is relative to that local horizontal high point coupled above the buffer, so that free gases and gas-saturated ink in the Zw Ischen storage rise to the ventilation mechanism, where the gases are discharged who the. This feature can be omitted if the accumulation of gas is not a problem with the particular design of the pen.

Die Größe der Tintenpump- und Strömungsschalt-Vorrichtung wird von der Tintenmenge bestimmt, die in den Tintenzwischenspeicher ge­ drückt werden muß, um nach Bedarf vorzupumpen und Gas abzulassen, und durch die Tintenmenge, welche nach dem Ausgleich zurückgezogen werden muß, um einen ausreichenden Unterdruck bei dem Druckkopf einzustellen. Mit anderen Worten, die Tintenpump- und Strömungs­ schalt-Vorrichtung muß ein vorgegebenes Tintenvolumen aus dem Zwi­ schenspeicher ziehen, um den Konzessionsgegendruck wieder einzu­ stellen; die Tintenpump- und Strömungsschalt-Vorrichtung muß ein vorgegebenes Tintenvolumen in den Zwischenspeicher drücken, um die Düsen Tinte ansaugen zu lassen und Gas aus dem Schreiber heraus zu­ drücken. Es sei bemerkt, daß die Tintenpump- und Strömungsschalt- Vorrichtung so aufgebaut sein kann, daß der Kolbenkopf eine erste Überdruck-Hubstrecke nur zum Ansaugenlassen des Druckkopfes und eine zweite Überdruck-Hubstrecke, die größer ist als die erste, zum Austreiben von Gasen aus dem Schreiber aufweist. Der maximale Hub des Kolbens sollte selbstverständlich nur so viel Druck erzeu­ gen, daß dieser den Druckkopf nicht beschädigt, weil der Druckkopf im allgemeinen ein relativ empfindliches Bauteil ist, das nach Art eines Halbleiterbauteils hergestellt wird. Ähnlich hat auch der federbelastete Beutel eine begrenzte Überdruck-Haltekapazität, die bei dem Entwurf des Schreibers berücksichtigt werden muß. Die Pumpvolumen können experimentell für einen gegebenen Schreiberauf­ bau ermittelt werden, abhängig von solchen Faktoren, wie der Fe­ derkonstante, dem Zwischenspeichervolumen, der Dicke und Elastizi­ tät des für den Tintenbeutel verwendeten Filmes, der Rohrgröße und -Elastizität, dem Tintenfördervolumen und dergleichen, wie für den Fachmann auf diesem Gebiet offensichtlich ist. The size of the ink pump and flow switch device is from determines the amount of ink that ge in the ink buffer must be pressed to pump up and release gas as needed, and by the amount of ink withdrawn after balancing must be sufficient vacuum at the print head adjust. In other words, the ink pump and flow switching device must a predetermined ink volume from the Zwi Pull the storage tank to reinstate the concession back pressure put; the ink pump and flow switch device must be on Press the specified ink volume into the clipboard to save the Nozzles to draw ink and gas out of the pen to press. It should be noted that the ink pumping and flow switching Device can be constructed so that the piston head is a first Overpressure stroke length only for priming the print head and a second overpressure stroke distance that is greater than the first, for expelling gases from the pen. The maximum The stroke of the piston should of course only generate so much pressure that this does not damage the printhead because the printhead is generally a relatively sensitive component, which according to Art a semiconductor device is manufactured. He has a similar one spring-loaded bags have a limited positive pressure holding capacity must be taken into account when drafting the clerk. The Pump volumes can be experimentally determined for a given recorder construction can be determined depending on such factors as the Fe constant, the intermediate storage volume, the thickness and elasticity act of the film used for the ink bag, the tube size and -Elasticity, the ink delivery volume and the like as for the One skilled in the art is evident.  

Die vorliegende Erfindung sieht ein achsenfernes Tintenversor­ gungssystem für eine Tintenstrahl-Hardcopy-Einrichtung vor. Eine multifunktionale Tintenpump- und Strömungsschalt-Vorrichtung wird verwendet, um alle Funktionen durchzuführen, die für den Betrieb eines Schreibers mit einem federbelasteten Zwischenspeicher not­ wendig sind, und sie wirkt der in dem Schreiber vorgesehenen Fe­ derkraft entgegen, so daß in dem achsenfernen Tintenreservoir kein Überdruck mehr erzeugt werden muß. Wenn sich der Zwischenspeicher einmal vollständig wieder aufgefüllt hat und eine kleine Tinten­ menge abgezogen wurde, um den Gegendruck bei dem Druckkopf aufzu­ bauen, ist der Schreiber druckbereit, wobei vor Ort eine bekannte Tintenmenge zur Verfügung steht. Ab diesem Punkt kann das Hardco­ py-Gerät die Tintenmenge überwachen, welche während des Druckens entnommen wird. Wenn ein vorgegebener Bruchteil der Tinte oder weniger während oder vorzugsweise nach einem Druckauftrag in dem Zwischenspeicher verblieben ist, bewegt der Schlitten den Schrei­ ber in die Nachfüllposition, und der Nachfüllvorgang wird wieder­ holt.The present invention provides an off-axis ink supplier system for an inkjet hardcopy device. A multifunctional ink pump and flow switching device used to perform all functions necessary for the operation a pen with a spring-loaded clipboard not are manoeuvrable, and it acts on the feet provided in the pen derkraft counter, so that in the ink reservoir remote from the axis none Overpressure must be generated more. If the cache once completely refilled and a small ink quantity has been subtracted in order to counterpressure the print head build, the recorder is ready for printing, a known one on site Amount of ink is available. From this point the Hardco py device monitor the amount of ink that is being printed is removed. If a predetermined fraction of the ink or less during or preferably after a print job in the The sled moves the scream Move to the refill position and the refill process will start again get.

Man beachte, daß, wenn aus irgendeinem Grund das Drucken unterbro­ chen wird, das Tintenversorgungssystem sich selbst auf eine be­ kannte Position zurücksetzen kann, indem es den oben beschriebenen Nachfüllprozeß durchläuft. Dies ist üblicherweise beim Einschalt­ zyklus der Fall. Der Nachfüllvorgang könnte häufiger als notwendig durchgeführt werden, um zu gewährleisten, daß der Tintenzwischen­ speicher immer fast voll ist. Idealerweise findet das Nachfüllen zwischen den verschiedenen Druckaufträgen statt, um eine Beein­ trächtigung des Druckdurchsatzes zu minimieren.Note that if printing is interrupted for any reason the ink supply system is based on itself position can be reset by using the one described above Refill process goes through. This is usually when switching on cycle the case. The refill process could be more frequent than necessary be performed to ensure that the ink is between memory is always almost full. Ideally, the refill takes place between the various print jobs taking place to be a leg to minimize the impact on print throughput.

Man beachte jedoch, daß es auch möglich ist, den Schreiber während des Druckens nachzufüllen, obwohl das Nachfüllen normalerweise stattfindet, wenn der Schreiber bei der Servicestation abgestellt ist. Dies könnte bei Druckern oder Plottern für großformatige Gra­ phiken wichtig sein, wo lange, nicht unterbrochene Druckvorgänge erforderlich sein können. Eine Abschätzung der Tintenmenge, welche in den Zwischenspeicher kommt, wenn die Tintenpump- und Strömungs­ schalt-Vorrichtung geöffnet ist, kann für einen gegebenen Schrei­ ber auf der Grundlage eines ermittelten Druckverlustes in dem Tin­ tenfördersystem und des Gegendrucks bei dem Druckkopf berechnet werden. Ein Mikroprozessor oder eine anwendungsspezifische IC- Steuereinrichtung des Hardcopy-Gerätes können die Entwicklung des internen Tintenvolumens verfolgen, indem sie die ausgestoßene Tin­ te (Zählen der ausgestoßenen Tropfen) von dem nachgefüllten Tin­ tenvolumen subtrahieren und dann die Tintenmenge addieren, welche nachgefüllt wurde, während die multifunktionale Tintenpump- und Strömungsschalt-Vorrichtung so eingestellt ist, daß sie während des Druckvorgangs einen freien Fluß der Tinte von dem Reservoir zu dem Schreiber erlaubt.Note, however, that it is also possible to keep the writer busy while of refilling printing, although refilling is usually takes place when the clerk is parked at the service station is. This could be the case with printers or plotters for large format graphics where long, uninterrupted printing is important may be required. An estimate of the amount of ink  comes into the latch when the ink pump and flow switching device is open, for a given scream based on a determined pressure loss in the tin conveyor system and the back pressure at the printhead will. A microprocessor or an application specific IC Control device of the hard copy device can develop the internal ink volume by tracking the ejected ink te (counting the ejected drops) of the refilled tin Subtract ten volume and then add the amount of ink, which was refilled while the multifunctional ink pump and Flow switching device is set so that during free flow of ink from the reservoir during the printing process allowed the clerk.

Die obige Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform der vorlie­ genden Erfindung wurde zur Erläuterung und Darlegung konzipiert. Sie ist nicht erschöpfend, und sie soll die Erfindung nicht auf die spezielle offenbarte Form beschränken. Offensichtlich ergeben sich für den Fachmann auf diesem Gebiet zahlreiche Modifikationen und Variationen. Zum Beispiel kann der Aufbau der Pump-Schalt-Vor­ richtung verändert werden, solange er die zuvor beschriebenen vier Funktionen durchführt. Die vorliegende Erfindung kann an andere Tintenstrahlsysteme angepaßt werden, welche nicht den beschriebe­ nen thermischen Tintenstrahldruckkopf verwenden. Zusätzlich kann der Zwischenspeicher ein Gegendruckregler mit einem anderen Aufbau sein, der keinen federbelasteten Tintenbeutel aufweist. Ähnlich können die beschriebenen Verfahrensschritte gegen andere Schritte ausgetauscht werden, um dasselbe Ergebnis zu erreichen. Die Aus­ führungsform wurde gewählt und beschrieben, um die Grundsätze der Erfindung und die beste Form der praktischen Anwendung zu erklä­ ren, so daß andere Fachleute auf diesem Gebiet die Erfindung ver­ stehen und verschiedene Ausführungsformen und Modifikationen rea­ lisieren können, welche für den speziellen beabsichtigten Einsatz geeignet sind. Die in der vorstehenden Beschreibung, den Ansprü­ chen und der Zeichnung definierten Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Realisierung der vor­ liegenden Erfindung wesentlich sein.The above description of the preferred embodiment of the present The present invention was designed to explain and explain. It is not exhaustive and it is not intended to limit the invention restrict the particular form disclosed. Obviously surrendered numerous modifications for those skilled in the art and variations. For example, the construction of the pump-switch-before direction can be changed as long as it meets the four previously described Functions. The present invention can be applied to others Inkjet systems are adapted, which do not describe the Use a thermal inkjet printhead. In addition can the buffer is a back pressure regulator with a different structure be without a spring-loaded ink bag. Similar can the described process steps against other steps be exchanged to achieve the same result. The out leadership style was chosen and described to reflect the principles of Invention and the best form of practical application to explain ren, so that other experts in the art ver the invention stand and rea various embodiments and modifications can identify which are for the special intended use are suitable. The in the preceding description, the claims Chen and the characteristics defined in the drawing can be both individually  as well as in any combination for the realization of the before lying invention be essential.

Claims (10)

1. Tintenversorgungssystem für eine Hardcopy-Einrichtung, mit:
einer Tintenausstoßvorrichtung (102), die innerhalb der Hardcopy-Einrichtung (100) montiert ist und einen Druckkopf (208) und einen Tintenzwischenspeicher (204) aufweist, der mit dem Druckkopf (208) gekoppelt ist und eine Unterdruck­ einstellung bei dem Druckkopf vorsieht;
einer externen Tintenspeichervorrichtung (104), welche ei­ nen Tintenvorrat für die Tintenausstoßvorrichtung (102) enthält; und
einer Tintenpump- und Strömungsschalt-Vorrichtung (106, 108, 110), welche die Tintenausstoßvorrichtung (102) und die Tintenspeichervorrichtung (104) strömungstechnisch kop­ pelt, um selektiv das Nachfüllen des Tintenzwischenspei­ chers zu kontrollieren und selektiv den Tintenspeicher (204) nach dem Nachfüllen auf einen vorgegebenen Unter­ druck-Einstellpunkt wieder einzustellen. 1. Ink supply system for a hard copy facility, with:
an ink ejection device ( 102 ) which is mounted within the hard copy device ( 100 ) and has a printhead ( 208 ) and an ink buffer ( 204 ) which is coupled to the printhead ( 208 ) and provides a vacuum setting at the printhead;
an external ink storage device ( 104 ) containing an ink supply for the ink ejection device ( 102 ); and
an ink pumping and flow switching device ( 106 , 108 , 110 ) which couples the ink ejection device ( 102 ) and the ink storage device ( 104 ) to selectively control the refilling of the ink buffer and selectively the ink reservoir ( 204 ) after the refilling set to a predetermined vacuum setting point again. 2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Tintenpump- und Strömungsschalt-Vorrichtung (106, 108, 110) Mittel (106) zum selektiven Ausüben eines vorgegebenen Überdrucks in dem Tintenzwischenspeicher (204) aufweist, um Gase aus der Tintenausstoßvorrichtung (102) auszulassen.2. System according to claim 1, characterized in that the ink pumping and flow switching device ( 106 , 108 , 110 ) comprises means ( 106 ) for selectively exerting a predetermined positive pressure in the ink buffer ( 204 ) in order to remove gases from the ink ejection device ( 102 ) omitted. 3. System nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Tintenpump- und Strömungsschalt- Vorrichtung (106, 108, 110) folgende Merkmale aufweist:
eine selektiv positionierbare Kolbenvorrichtung (232, 236, 238) mit einem Kolbenkopf (236), die ein erstes Dichtele­ ment (304) und ein zweites Dichtelement (302) aufweist, welche auf einem Kolbenschaft mit einem Spalt zwischen dem ersten Dichtelement (304) und dem zweiten Dichtelement (302) montiert sind, so daß ein vorgegebener Volumenbereich von dem Spalt und der vorgegebenen Form und den Abmessungen des ersten Dichtelementes (304) und des zweiten Dichtele­ ments (302) eingegrenzt wird, wobei ein Tintenströmungska­ nal (312) durch das erste Dichtelement (304) hindurch­ geht,um den Tintenstrom von der Tintenspeichervorrichtung (104) zu steuern und um die Strömungsrichtung der Tinte von und zu der Tintenausstoßvorrichtung (102) zu steuern, und eine Gehäusevorrichtung (218) mit einer zentralen Kammer (230) zum Aufnehmen der Kolbenvorrichtung (232, 236, 238) darin, einer Tinteneinlaßöffnung (222), welche mit der Tin­ tenspeichervorrichtung (104) gekoppelt ist und so positio­ niert ist, daß das erste Dichtelement (304) und das zweite Dichtelement (302) wahlweise so positioniert werden können, daß sie auf Befehl die Tinteneinlaßöffnung (222) öffnen und schließen, und mit einer Tintenpumpöffnung (224), welche mit dem Tintenzwischenspeicher (204) gekoppelt ist, so daß Tinte von der Tintenspeichervorrichtung (104) in den Spalt, durch den Tintenkanal (312) und durch einen Bereich der zentralen Kammer (230) neben der Tintenpumpöffnung (224) zu der Pumpöffnung (224) fließen kann, wobei Tinte von der Tintenspeichervorrichtung (104) zu dem Zwischenspeicher (204) transportiert wird, wenn die Kolbenvorrichtung (232, 236, 238) bei einer ersten vorgegebenen Position ist, bei der der Spalt zur Tinteneinlaßöffnung (222) geöffnet ist.3. System according to claim 1 or 2, characterized in that the ink pump and flow switching device ( 106 , 108 , 110 ) has the following features:
a selectively positionable piston device ( 232 , 236 , 238 ) with a piston head ( 236 ) having a first Dichtele element ( 304 ) and a second sealing element ( 302 ), which on a piston skirt with a gap between the first sealing element ( 304 ) and the second sealing element ( 302 ) are mounted so that a predetermined volume range is limited by the gap and the predetermined shape and dimensions of the first sealing element ( 304 ) and the second sealing element ( 302 ), an ink flow channel ( 312 ) through the first sealing member ( 304 ) passes through to control the flow of ink from the ink storage device ( 104 ) and to control the flow direction of the ink to and from the ink ejection device ( 102 ), and a housing device ( 218 ) having a central chamber ( 230 ) for Receiving the piston device ( 232 , 236 , 238 ) therein, an ink inlet port ( 222 ), which with the ink tens Storage device ( 104 ) g is coupled and is positioned so that the first sealing element ( 304 ) and the second sealing element ( 302 ) can optionally be positioned so that they open and close the ink inlet opening ( 222 ) on command, and with an ink pump opening ( 224 ), which is coupled to the ink buffer ( 204 ) so that ink from the ink storage device ( 104 ) into the nip, through the ink channel ( 312 ) and through a region of the central chamber ( 230 ) adjacent the ink pump opening ( 224 ) to the pump opening ( 224 ) can flow, wherein ink is transported from the ink storage device ( 104 ) to the intermediate storage ( 204 ) when the piston device ( 232 , 236 , 238 ) is at a first predetermined position at which the gap to the ink inlet opening ( 222 ) is open. 4. System nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch eine zweite vorgegebene Position für die Kolbenvorrichtung (232, 236, 238), bei welcher die Einlaßöffnung (222) von dem zweiten Dichtelement (302) versperrt wird, wobei der Tintenstrom von der Tintenspeichervorrichtung (104) in den Spalt unterbrochen ist.4. System according to claim 3, characterized by a second predetermined position for the piston device ( 232 , 236 , 238 ), in which the inlet opening ( 222 ) is blocked by the second sealing element ( 302 ), the ink flow from the ink storage device ( 104 ) is interrupted in the gap. 5. System nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Kolbenvorrichtung (232, 236, 238) innerhalb der zentralen Kammer (230) positioniert ist, so daß das Volumen, welches innerhalb der zentralen Kammer (230) von dem zweiten Dichtelement (302) zwischen der er­ sten vorgegebenen Position und der zweiten vorgegebenen Position gefördert wird, ein vorgegebenes Tintenvolumen definiert, welches aus dem Tintenzwischenspeicher (204) abgezogen wird, um den vorgegebenen Unterdruck bei dem Druckkopf (208) einzustellen, wenn die Kolbenvorrichtung (232, 236, 238) aus der ersten vorgegebenen Position in die zweite vorgegebene Position bewegt wird.5. System according to claim 3 or 4, characterized in that the piston device ( 232 , 236 , 238 ) is positioned within the central chamber ( 230 ) so that the volume inside the central chamber ( 230 ) of the second sealing element ( 302 ) is conveyed between the first predetermined position and the second predetermined position, defines a predetermined ink volume which is drawn from the ink buffer ( 204 ) in order to set the predetermined negative pressure at the print head ( 208 ) when the piston device ( 232 , 236 , 238 ) is moved from the first predetermined position into the second predetermined position. 6. System nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch eine dritte vorgegebene Position für die Kolbenvorrichtung (232, 236, 238) innerhalb der zentralen Kammer (230), so daß das erste Dichtelement (304) die Tinteneinlaßöffnung (222) versperrt, wobei ein beim Bewegen des Kolbens von der zweiten Position in die dritte vorgegebene Position in der zentralen Kammer (230) gefördertes Volumen und der vorgege­ bene Volumenbereich des Spaltes einen vorgegebenen Überdruck innerhalb des Tintenzwischenspeichers (204) ein­ richten.6. System according to claim 5, characterized by a third predetermined position for the piston device ( 232 , 236 , 238 ) within the central chamber ( 230 ) so that the first sealing element ( 304 ) blocks the ink inlet opening ( 222 ), one when moving volume of the piston from the second position into the third predetermined position in the central chamber ( 230 ) and the predetermined volume range of the gap establish a predetermined excess pressure within the ink buffer ( 204 ). 7. System nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Tintenspeichervorrichtung (104) eine statische Tintenbehältervorrichtung (214) ist, aus der Tinte unter dem Einfluß des Tintenzwischenspeichers (204) abgezogen werden kann, wenn die Kolbenvorrichtung (232, 236, 238) in der ersten vorgegebenen Position ist.7. System according to one of claims 3 to 6, characterized in that the ink storage device ( 104 ) is a static ink container device ( 214 ) from which ink can be drawn off under the influence of the ink buffer ( 204 ) when the piston device ( 232 , 236 , 238 ) is in the first predetermined position. 8. Hardcopy-Vorrichtung zum Erzeugen einer Tintenstrahl-Hard­ copy auf einem Druckmedium, mit einem achsenfernen Tinten­ versorgungssystem nach einem der vorangehenden Ansprüche.8. Hardcopy device for generating an inkjet hard copy on a print medium, with an off-axis ink Supply system according to one of the preceding claims. 9. Hardcopy-Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch ge­ kennzeichnet, daß sie ein Tintenversorgungssy­ stem für jede Farbtinte aufweist.9. Hardcopy device according to claim 8, characterized ge indicates that it is an ink supply system has stem for each color ink. 10. System nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die achsenferne Tinten­ speichervorrichtung (102) eine nachfüllbare oder eine aus­ tauschbare Tintenspeichervorrichtung ist.10. System according to any one of the preceding claims, characterized in that the off-axis ink storage device ( 102 ) is a refillable or a replaceable ink storage device.
DE19631157A 1995-09-05 1996-08-01 Ink supply system Expired - Fee Related DE19631157B4 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US08/523,424 US5886718A (en) 1995-09-05 1995-09-05 Ink-jet off axis ink delivery system
US08/523,424 1995-09-05

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE19631157A1 true DE19631157A1 (en) 1997-03-06
DE19631157B4 DE19631157B4 (en) 2005-12-15

Family

ID=24084943

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19631157A Expired - Fee Related DE19631157B4 (en) 1995-09-05 1996-08-01 Ink supply system

Country Status (4)

Country Link
US (1) US5886718A (en)
JP (1) JPH09131889A (en)
DE (1) DE19631157B4 (en)
GB (1) GB2304639B (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1580004A3 (en) * 2004-03-23 2007-11-07 Canon Kabushiki Kaisha Liquid ejection apparatus and liquid processing method

Families Citing this family (50)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3684022B2 (en) * 1996-04-25 2005-08-17 キヤノン株式会社 Liquid replenishment method, liquid discharge recording apparatus, and ink tank used as a main tank of the liquid discharge recording apparatus
US6113229A (en) * 1996-10-07 2000-09-05 Hewlett-Packard Company Interchangeable fluid interconnect attachment and interface
JP3624927B2 (en) * 1996-10-07 2005-03-02 セイコーエプソン株式会社 ink cartridge
JP3363052B2 (en) * 1997-03-12 2003-01-07 コピア株式会社 Ink supply device and ink filling method
JPH11192720A (en) 1998-01-05 1999-07-21 Seiko Epson Corp Ink jet recorder, ink filling method, and ink supplying method
US6755495B2 (en) 2001-03-15 2004-06-29 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Integrated control of power delivery to firing resistors for printhead assembly
US6729707B2 (en) * 2002-04-30 2004-05-04 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Self-calibration of power delivery control to firing resistors
US6705694B1 (en) * 1999-02-19 2004-03-16 Hewlett-Packard Development Company, Lp. High performance printing system and protocol
US6585339B2 (en) 2001-01-05 2003-07-01 Hewlett Packard Co Module manager for wide-array inkjet printhead assembly
DE60204485T2 (en) * 2001-01-05 2006-03-16 Hewlett-Packard Development Co., L.P., Houston Integrated programmable trigger pulse generator for inkjet printhead
US6726298B2 (en) 2001-02-08 2004-04-27 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Low voltage differential signaling communication in inkjet printhead assembly
US6478396B1 (en) 2001-03-02 2002-11-12 Hewlett-Packard Company Programmable nozzle firing order for printhead assembly
US6471320B2 (en) 2001-03-09 2002-10-29 Hewlett-Packard Company Data bandwidth reduction to printhead with redundant nozzles
JP2002370375A (en) * 2001-06-18 2002-12-24 Canon Inc Ink-jet printing unit, ink tank and ink supplying method
JP2002370374A (en) * 2001-06-18 2002-12-24 Canon Inc Ink-jet printing apparatus, printing head and ink supplying method
US6948803B2 (en) * 2001-06-18 2005-09-27 Canon Kabushiki Kaisha Ink container, inkjet printing apparatus and ink supplying method
US6746107B2 (en) 2001-10-31 2004-06-08 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Inkjet printhead having ink feed channels defined by thin-film structure and orifice layer
US6543879B1 (en) 2001-10-31 2003-04-08 Hewlett-Packard Company Inkjet printhead assembly having very high nozzle packing density
US6932453B2 (en) 2001-10-31 2005-08-23 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Inkjet printhead assembly having very high drop rate generation
JP2003246078A (en) * 2002-02-25 2003-09-02 Canon Inc Ink storage vessel, inkjet printer using the same, and method for supplying ink
US6726300B2 (en) 2002-04-29 2004-04-27 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Fire pulses in a fluid ejection device
US6742861B2 (en) 2002-07-30 2004-06-01 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Ink delivery system for a miniature inkjet pen
US7040745B2 (en) 2002-10-31 2006-05-09 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Recirculating inkjet printing system
US6860591B2 (en) * 2003-02-27 2005-03-01 Xerox Corporation Ink container
US6984029B2 (en) * 2003-07-11 2006-01-10 Hewlett-Packard Development Company, Lp. Print cartridge temperature control
US7066572B2 (en) * 2003-11-03 2006-06-27 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Printing system
GB2412088B (en) * 2004-03-19 2007-09-19 Zipher Ltd Liquid supply system
US9452605B2 (en) * 2007-10-25 2016-09-27 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Bubbler
JP4874605B2 (en) * 2005-09-12 2012-02-15 株式会社リコー Ink supply container, recording apparatus, and ink supply method
US7475971B2 (en) * 2005-12-02 2009-01-13 Xerox Corporation Ink delivery system
JP2008087218A (en) * 2006-09-29 2008-04-17 Brother Ind Ltd Inkjet printer
EP2234813B1 (en) * 2008-01-31 2012-12-19 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Apparatus and methods for purging air from a fluid conveying tube
JP5239899B2 (en) * 2008-07-29 2013-07-17 株式会社リコー Image forming apparatus
KR101065265B1 (en) * 2009-06-01 2011-09-16 한국기계연구원 Integrated apparatus for supplying ink and regulating pressure
US8430488B2 (en) * 2010-12-27 2013-04-30 Ciyuan Tan Automatic vacuum ink container and its ink supply device and vacuum piston device
US20150109380A1 (en) * 2010-12-27 2015-04-23 North America Wales Group International Ltd. Vacuum piston device
CN103402773B (en) 2011-03-14 2016-01-20 惠普发展公司，有限责任合伙企业 Continuous ink-feeding device, system and method
US9162468B2 (en) 2012-04-30 2015-10-20 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Liquid supply
WO2013165353A1 (en) 2012-04-30 2013-11-07 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Liquid supply
US9180674B2 (en) 2013-02-08 2015-11-10 R.R. Donnelley & Sons Company System and method for supplying ink to an inkjet cartridge
US11192368B2 (en) * 2014-07-30 2021-12-07 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Preparing a printer cartridge for transport
KR101660128B1 (en) * 2014-12-11 2016-10-10 오병이어 주식회사 Ink filling apparatus for ink cartridge
US10057548B2 (en) * 2015-11-30 2018-08-21 Wipro Limited Smart closure unit for a writing apparatus
US10471724B2 (en) * 2016-01-15 2019-11-12 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Printing fluid container
US10124597B2 (en) 2016-05-09 2018-11-13 R.R. Donnelley & Sons Company System and method for supplying ink to an inkjet printhead
JP6763289B2 (en) * 2016-12-08 2020-09-30 セイコーエプソン株式会社 Liquid injection device and maintenance method of liquid injection device
JP6848452B2 (en) * 2017-01-13 2021-03-24 セイコーエプソン株式会社 Liquid injection device
CN111132846B (en) * 2017-09-28 2022-05-17 惠普发展公司，有限责任合伙企业 Engageable fluid interface members and connectors
CN112105506B (en) * 2018-05-03 2022-09-06 惠普发展公司，有限责任合伙企业 Air removal
CN110871627B (en) * 2018-08-31 2022-04-15 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 Check valve, continuous ink supply system and printer

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4312007A (en) * 1978-11-09 1982-01-19 Hewlett-Packard Company Synchronized graphics ink jet printer
GB2063175B (en) * 1979-11-06 1984-02-15 Shinshu Seiki Kk Ink jet printer
US4509062A (en) * 1982-11-23 1985-04-02 Hewlett-Packard Company Ink reservoir with essentially constant negative back pressure
US4771295B1 (en) * 1986-07-01 1995-08-01 Hewlett Packard Co Thermal ink jet pen body construction having improved ink storage and feed capability
US4853717A (en) * 1987-10-23 1989-08-01 Hewlett-Packard Company Service station for ink-jet printer
US4831389A (en) * 1987-12-21 1989-05-16 Hewlett-Packard Company Off board ink supply system and process for operating an ink jet printer
US4833491A (en) * 1988-06-15 1989-05-23 Xerox Corporation Thermal ink jet printer adapted to operate in monochrome, highlight or process color modes
US4929963A (en) * 1988-09-02 1990-05-29 Hewlett-Packard Company Ink delivery system for inkjet printer
US4992802A (en) * 1988-12-22 1991-02-12 Hewlett-Packard Company Method and apparatus for extending the environmental operating range of an ink jet print cartridge
US4968998A (en) * 1989-07-26 1990-11-06 Hewlett-Packard Company Refillable ink jet print system
CA2019290A1 (en) * 1990-01-12 1991-07-12 Bruce Cowger Pressure-sensitive accumulator for ink-jet pens
US5039999A (en) * 1990-06-26 1991-08-13 Hewlett-Packard Company Accumulator and pressure control for ink-ket pens
US5359353A (en) * 1991-06-19 1994-10-25 Hewlett-Packard Company Spring-bag printer ink cartridge with volume indicator
JPH0592578A (en) * 1991-10-02 1993-04-16 Canon Inc Ink jet recording apparatus
US5455615A (en) * 1992-06-04 1995-10-03 Tektronix, Inc. Multiple-orifice drop-on-demand ink jet print head having improved purging and jetting performance
US5325119A (en) * 1992-08-12 1994-06-28 Hewlett-Packard Company Variable rate spring ink pressure regulator for a thermal ink jet printer
US5767883A (en) * 1994-03-04 1998-06-16 Diagraph Corporation Ink jet printing system

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1580004A3 (en) * 2004-03-23 2007-11-07 Canon Kabushiki Kaisha Liquid ejection apparatus and liquid processing method
US7399075B2 (en) 2004-03-23 2008-07-15 Canon Kabushiki Kaisha Liquid ejection apparatus and liquid processing method
US8162464B2 (en) 2004-03-23 2012-04-24 Canon Kabushiki Kaisha Liquid ejection apparatus and liquid processing method

Also Published As

Publication number Publication date
GB9615002D0 (en) 1996-09-04
DE19631157B4 (en) 2005-12-15
JPH09131889A (en) 1997-05-20
GB2304639A (en) 1997-03-26
GB2304639B (en) 1998-12-23
US5886718A (en) 1999-03-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE19631157B4 (en) Ink supply system
DE10338042B4 (en) Method of ink jet printing and ink jet printing device
DE69434345T2 (en) Ink supply cartridge and ink jet apparatus equipped with such a cartridge
DE112005001041B4 (en) Ink tank, printhead and inkjet printer
DE60210459T2 (en) INKJET
DE69723737T2 (en) INK CONTAINER WITH ELECTRONIC AND MECHANICAL CHARACTERISTICS, WHICH ALLOWS PLUG COMPATIBILITY BETWEEN DIFFERENT SUPPLIES
DE69820847T2 (en) Inexpensive, pressurizable ink tank
DE69920594T2 (en) Sealing element for liquid container
DE60300337T2 (en) Ink tank, recording head and recording apparatus having such a container
DE69723497T2 (en) Liquid refill method and apparatus and ink jet recorder
DE19616825B4 (en) Air outlet system for an inkjet printer
DE19534613C2 (en) Ink cartridge for an inkjet printer
DE69813991T2 (en) Retractable wiper cleaning device for inkjet printheads
DE60224960T2 (en) System and method for feeding ink into an ink jet printing apparatus
US6431694B1 (en) Pump for recirculating ink to off-axis inkjet printheads
DE3332273A1 (en) INK-JET RECORDING METHOD AND DEVICE FOR CARRYING OUT THE METHOD
DE19710681B4 (en) Method and printing system for reloading a print cartridge
DE60120599T2 (en) Pressure-based ink level measurement assisted by a pressure-regulating element in an ink sack
EP0704309A2 (en) Method and apparatus for regulating replenishment ink flow to a print cartridge
JP2002307712A (en) Pressure regulation chamber, ink jet recording head comprising it, and ink jet recorder comprising it
DE60300422T2 (en) Aerogelschaum provided discharge system for inkjet printing
DE60128316T2 (en) Liquid ejector and ejection recovery method therefor
DE69812852T2 (en) Device and method for ventilation of an ink container
DE19710678A1 (en) Ink jet printer cartridge with refilling facility
DE60302271T2 (en) Ink jet printing apparatus and control method therefor

Legal Events

Date Code Title Description
8127 New person/name/address of the applicant

Owner name: HEWLETT-PACKARD CO. (N.D.GES.D.STAATES DELAWARE),

8110 Request for examination paragraph 44
8127 New person/name/address of the applicant

Owner name: HEWLETT-PACKARD DEVELOPMENT CO., L.P., HOUSTON, TE

8364 No opposition during term of opposition
8339 Ceased/non-payment of the annual fee